Xử lý nước thải bằng phương pháp fenton như thế nào hiệu quả?

Để giải quyết và giải quyết và giải quyết và giải quyết và giải quyết và giải quyết và giải quyết và giải quyết và giải quyết và giải quyết và giải quyết và giải quyết và giải quyết và giải quyết và xử lý những hợp chất hữu cơ ô nhiễm có trong nước thải, người ta đã điều tra và điều tra và điều tra và nghiên cứu và sử dụng rất nhiều giải pháp khác nhau. Mỗi giải pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng về mặt kỹ thuật. Bài viết thời điểm ngày hôm nay chúng tôi sẽ san sẻ đến những bạn về yếu tố xử lý nước thải bằng giải pháp fenton. Phương pháp này đã và đang được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu.

Phương pháp Fenton là gì?

Fenton là công nghệ tiên tiến oxy hoá chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học. Công nghệ này có năng lực khử màu hiệu quả. Quá trình Fenton dùng tác nhân là tổ hợp H2O2 và muối sắt Fe2+ làm tác nhân oxy hóa. Thực tế đã chứng tỏ giải pháp này đem lại hiệu suất cao xử lý và kinh tế tài chính khá cao. 

Bạn Đang Xem: Xử lý nước thải bằng phương pháp fenton như thế nào hiệu quả?

Phương pháp Fenton là gì?

Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là phải sử dụng nhiều hoá chất sau xử lý. Kéo theo ngân sách xử lý khá cao. Do vậy chỉ nên sử dụng giải pháp Fenton để phân huỷ từng phần. Sau khi đã chuyển được những chất khó phân huỷ sinh học thành có năng lực phân huỷ sinh học. Chúng ta lại liên tục dùng những quy trình xử lý sinh học tiếp theo để tiết kiệm chi phí chi phí. 

Các quy trình tiến độ xử lý nước thải bằng chiêu thức Fenton

Quy trình xử lý nước thải bằng giải pháp Fenton xảy ra trong 4 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Điều chỉnh độ pH phù hợp

Độ Ph ảnh hưởng tác động đến vận tốc phản ứng và nồng độ Fe2. Do đó sẽ ảnh hưởng đến tốc vận tốc phản ứng và hiệu suất cao phân hủy những chất hữu cơ. Độ pH thích hợp cho quy trình Fenton là từ 2 – 4, tối ưu là mức 2,8. 

Các tiến trình xử lý nước thải bằng chiêu thức Fenton

Đã có nhiều nghiên cứu nhằm giảm thiểu khó khăn vất vả vất vả khi đưa pH về mức thấp. Sau đó pH lại được nâng lên mức trung tính để tách khử Fe, H2O2 dư. 

Tuy nhiên nếu dùng những chất xúc tác như: quặng sắt Goethite, cát có chứa sắt, Fe/TiO2, Fe/than hoạt tính, … thì quy trình này được gọi là Fenton dị thể. Độ pH tương thích cho trường hợp này là từ khoảng chừng chừng chừng từ 5 – 9.

Giai đoạn 2: Phản ứng oxi hóa

Giai đoạn này sẽ xảy ra sự hình thành gốc *OH hoạt tính và phản ứng oxy hoá hữu cơ. Hiện nay chính sách hình thành gốc *OH chưa được thống nhất. Theo Fenton sẽ có phản ứng như sau:

Fe2+ + H2O2 —> Fe3+ +*OH +    OH–. 

Xem Thêm : Đảo Kim Cương Quận 2

Gốc *OH sau khi hình thành sẽ tham gia vào phản ứng oxi hóa những hợp chất hữu cơ có trong nước thải.  Chúng sẽ chuyển chất hữu cơ từ dạng phân tử cao thành những chất hữu cơ phân tử thấp. 

CHC (cao phân tử) +  *HO   —>  CHC (thấp phân tử)   +  CO2 +  H2O  +   OH-

Giai đoạn 3: Trung hòa, keo tụ, đông tụ

Sau khi xảy ra quy trình oxy hoá thì chúng ta cần nâng độ pH >7. Để triển khai việc kết tủa Fe3+ hình thành.

Fe3+   +  3OH– —>  Fe(OH)3.

Kết tủa Fe(OH)3 mới hình thành sẽ triển khai những cơ chế keo tụ, đông tụ và hấp phụ một phần những chất hữu cơ.

Giai đoạn 4: Quá trình lắng

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp Fenton

Đây là quy trình cuối của quy trình xử lý nước thải bằng phương pháp Fenton. Các bông keo sau khi hình thành sẽ được lắng xuống. Điều này giúp làm giảm màu, mùi, COD trong nước thải. Sau quy trình lắng những chất hữu cơ (nếu có) còn đọng lại trong nước thải thì cũng có khối lượng phân tử thấp. Chúng sẽ được xử lý bổ trợ bằng những phương pháp sinh học khác.

XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHƯA BAO GIỜ ĐƠN GIẢN ĐẾN THẾ!

Công nghệ xử lý nước thải cùng mạng lưới hệ thống nhỏ gọn thuận tiện vận động và di chuyển tiện lợi. PH-EU Cam kết chất lượng nước thải sau Xử lý đạt chuẩn chất lượng Quốc Gia, nhận tư vấn 24/7

XEM NGAY

 

Ứng dụng của Fenton trong xử lý nước thải

Xem Thêm : Sữa bột PetLac cho chó mèo + Sữa bột PetLac là sản phẩm sữa bột cho chó mèo sơ sinh của PetAg, Mỹ.

Ứng dụng Fenton có sử dụng chất xúc tác FeSO4 được áp dụng rất thông dụng trong những ngành như:

  • Xử lý nước thải công nghiệp: chứa nhiều chất độc hại chứa nhiều benzen, phenol  như: dệt nhuộm, lọc dầu, sản xuất sơn,…
  • Khử mùi : Oxy hóa H2S, mercaptan, amine và aldehyde.
  • Kiểm soát sự ăn mòn : Phân hủy dư lượng chlorine và hợp chất lưu huỳnh (thiosulfates, sulfites và sulfides) tạo ra những axit ăn mòn khi ngưng tụ trong thiết bị và bị oxy hóa bởi không khí.
    Khử BOD, COD: Oxy hóa những chất ô nhiễm gây ra BOD, COD, so với những chất khó phân hủy hoàn toàn hoàn toàn hoàn toàn hoàn toàn hoàn toàn hoàn toàn hoàn toàn có thể cần xúc tác.
  • Oxy hóa chất vô cơ: Oxy hóa cyanide, NOx, SOx, nitrites, hydrazine, carbonyl sulfide, và những hợp chất lưu huỳnh (phần khử mùi).
  • Oxy hóa chất hữu cơ: Thủy phân formaldehyde, cacbon disulfide (CS2), carbohydrat, photpho hữu cơ, những hợp chất nitơ, phenol, thuốc bảo vệ thực vật…
  • Oxy hóa sắt kẽm kim loại : oxy hóa sắt II, mangan, arsenic, selenium…để cải tổ năng lực hấp phụ, lọc hay kết tủa từ những quy trình xử lý nước và nước thải.
  • Khử độc, cải tổ năng lực phân hủy sinh học : với xúc tác H2O2 phân hủy những chất hữu cơ phức tạp thành đơn thuần hơn, ít độc hơn, dễ phân hủy sinh học hơn.
  • Khử trùng: Giải phóng những bọt khí nhỏ phân tán, nâng cao hiệu suất cao khử loại những váng dầu mỡ trong hệ thống tuyển nổi.
    Cung cấp nguồn DO bổ trợ tại chỗ cho quy trình xử lý sinh học, cải thiện hiệu suất cao đốt cháy và làm giảm nhiệt độ quản lý và vận hành trong lò đốt…

Phản ứng Fenton trong xử lý nước thải

Đối với một số ít chất khó phân hủy, phản ứng Fenton đem lại hiệu suất cao xử lý vô cùng hiệu quả. Hyđro peroxyt phản ứng với sắt (II) sunfat sẽ tạo ra gốc tự do hyđroxyl có khả năng phá hủy những chất hữu cơ. Trong một số trường hợp nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn, một số chất hữu cơ sẽ chuyển hóa thành CO2 và nước.
Để quy trình fenton xảy ra cần có xúc tác và chất oxi hóa. Chất xúc tác có thể là muối sắt hai hoặc sắt ba còn chất oxy hóa là hyđro peroxit. Phản ứng tạo ra gốc tự do hyđroxyl diễn ra như sau:

Fe2+ + H2O2 > Fe3+ + OH- + OH.
Fe3+ + H2O2 -> Fe2+ + H+ + HOO.

2H2O2 > H2O + OH. + HOO.

Quy trình oxi hóa Fenton

Quy trình oxi hóa Fenton đồng thể gồm 4 giai đoạn:

  • Điều chỉnh pH phù hợp: Trong những phản ứng Fenton, độ pH ảnh hưởng tới vận tốc phản ứng và nồng độ Fe2+, từ đó ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng và hiệu suất cao phân hủy những chất hữu cơ, pH thích hợp cho quy trình là từ 2 – 4, tối ưu nhất là ở  mức 2. 8.

Đã có nhiều khu công trình nghiên cứu nhằm giảm thiểu khó khăn khi đưa pH về mức thấp rồi sau đó lại nâng pH lên mức trung tính để tách khử Fe, H2O2 dư. Nếu ta dùng những chất xúc tác khác như quặng sắt Goethite (a-FeOOH), cát có chứa sắt, hoặc sắt trên chất mang Fe/SiO2, Fe/TiO2, Fe/than hoạt tính, Fe/Zeolit… thì quá trình này gọi là Fenton dị thể, pH thích hợp ở trường hợp này theo nghiên cứu cao hơn đồng thể, khoảng từ 5 – 9.

  • Phản ứng oxi hóa: Trong giai đoạn phản ứng oxi hóa xảy ra sự hình thành gốc *OH hoạt tính và phản ứng oxi hóa chất hữu cơ.

Cơ chế hình thành gốc *OH lúc bấy giờ chưa thống nhất, theo Fenton thì sẻ có phản ứng:

Fe2+ + H2O2 –> Fe3+  + *OH +OH–

Gốc *OH sau khi hình thành sẽ tham gia vào phản ứng ôxi hóa những hợp chất hữu cơ có trong nước cần xử lý,  chuyển chất hữu cơ từ dạng cao phân thành các chất hữu cơ có khối lượng phân tử thấp.

CHC (cao phân tử) +  *HO   –>  CHC (thấp phân tử)   +  CO2 +  H2O  +   OH-

  • Trung hòa và keo tụ: Sau khi xảy ra quá trình oxi hóa cần nâng pH dung dịch lên >7 để thực hiện kết tủa Fe3+ mới hình thành:

Fe3+  +  3OH-   –> Fe(OH)3.

Kết tủa Fe(OH)3 mới hình thành sẽ thực hiện các cơ chế keo tụ, đông tụ, hấp phụ một phần các chất hữu cơ đa phần là các chất hữu cơ cao phân tử

  • Quá trình lắng: Các bông keo sau khi hình thành sẽ lắng xuống khiến làm giảm COD, màu, mùi trong nước thải. Sau quá trình lắng các chất hữu cơ còn lại (nếu có) trong nước thải đa phần là các hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử thấp sẽ được xử lý bổ trợ bằng phương pháp sinh học hoặc bằng các phương pháp khác.

Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng Fenton trong xử lý nước thải

  • Nồng độ sắt:  Nếu không có sắt, gốc hydroxyl sẽ không được hình thành. Nồng độ tối ưu của sắt tùy thuộc vào từng loại nước thải.  Nếu không có sắt, sẽ không có sự hình thành gốc hydroxyl.
  • Dạng sắt: thông thường người ta hay sử dụng  muối Fe2+ hay Fe3+ để làm chất xúc tác. Tuy nhiên, nếu lượng hệ chất Fenton thấp (dưới 10-25 mg/l H2O2) thì muối Fe2+ đem lại hiệu quả cao hơn.
  • Nồng độ H2O2: Các gốc hydroxyl oxy hóa chất hữu cơ mà không phân biệt.
    Trong mỗi quá trình quy đổi trong chuỗi phản ứng này đều có tốc độ khác nhau. Khi liều lượng H2O2 khởi đầu tăng dần, sự khử COD có thể xảy ra với ít hoặc không có sự đổi khác độc tính cho đến khi đạt một ngưỡng mà trên ngưỡng đó, việc thêm H2O2 sẽ làm giảm nhanh chóng độc tính nước thải.
  • Nhiệt độ: Hầu hết các ứng dụng của phản ứng Fenton xảy ra ở nhiệt độ 20-400C. Tốc độ phản ứng Fenton tăng cùng với sự ngày càng tăng nhiệt độ, nhất là khi nhiệt độ nhỏ hơn 200C. Khi nhiệt độ lớn trên khoảng 40-500C, hiệu suất sử dụng của H2O2 giảm do sự phân hủy H2O2 tăng.
  • pH: pH tối ưu của phản ứng Fenton trong khoảng 3-6 (tốt nhất là 4-4,5). Khi pH>6 thì hiệu quả xư lý giảm do  sự quy đổi của sắt từ ion sắt II thành dạng keo hydroxit sắt III. Khi pH nhỏ hơn 3, hiệu suất phản ứng cũng sụt giảm nhưng đỡ hơn.
  • Thời gian phản ứng:  Thời gian thiết yếu để triển khai xong một phản ứng Fenton phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đáng chú ý quan tâm nhất là liều lượng xúc tác và nồng độ  ô nhiễm của nước thải. Đối với sự oxy hóa phenol đơn giản (<250 mg/l), thời hạn phản ứng nổi bật là 30-60 phút.

Đối với nguồn nước đậm đặc hơn, phản ứng có thể mất vài giờ. Trong trường hợp này, thực hiện phản ứng theo từng bậc (nhiều bước), thêm cả vừa sắt và H2O2 sẽ hiệu quả hơn, bảo đảm an toàn hơn là cho tất cả hóa chất vào ngay từ đầu.
Việc xác định điểm kết thúc phản ứng cũng khá khó khăn. Sự hiện hữu của dư lượng H2O2 sẽ cản trở quá trình nghiên cứu và phân tích nước thải. Dư lượng H2O2 có thể bị khử bằng cách tăng pH đến 7-10, hoặc trung hòa với dung dịch bisulfite.

Trên đây là những thông tin san sẻ về quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp Fenton. Nếu xí nghiệp, xí nghiệp sản xuất của bạn đang gặp các vấn đề về xử lý nước thải. Hãy liên hệ với PH – EU chúng tôi qua hotline: 0123456. Hoặc truy vấn vào Website https://https://dontu.net/ để được tư vấn!

Nguồn: https://dontu.net
Danh mục: noindex

Related Posts